Luận Án Tiến Sĩ: Đánh Giá Rủi Ro Xâm Nhập Mặn Khu Vực Ven Biển Thái Bình - Nam Định

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển thái bình nam định ứng với các kịch bản, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề

Trường đại học

Trường Đại Học Thủy Lợi

Chuyên ngành

Thủy Văn Học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án tiến sĩ

2023

233
14
0

Phí lưu trữ

55 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CÁM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

MỞ ĐẦU

0.1. Tính cấp thiết

0.2. Mục tiêu nghiên cứu

0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

0.4. Câu hỏi nghiên cứu

0.5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

0.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

0.7. Bố cục của luận án

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN

1.1. Một số khái niệm

1.2. Tổng quan nghiên cứu đánh giá hiểm họa xâm nhập mặn

1.2.1. Khái niệm về xâm nhập mặn

1.2.2. Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn trên thế giới

1.2.3. Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn tại Việt Nam

1.2.4. Tổng quan nghiên cứu về đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro thiên tai và xâm nhập mặn

1.2.4.1. Tổng quan nghiên cứu về đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro trên thế giới
1.2.4.2. Tổng quan nghiên cứu về đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro tại Việt Nam

1.3. Các Kịch bản Biến đổi khí hậu và Nước biển dâng cho Việt Nam

1.4. Tổng quan lưu vực sông Hồng-Thái Bình

1.4.1. Đặc điểm chung về lưu vực nghiên cứu

1.4.2. Hiện trạng xâm nhập mặn

1.4.3. Một số nghiên cứu điển hình về xâm nhập mặn khu vực nghiên cứu

1.5. Định hướng nghiên cứu

1.6. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN

2.1. Hướng tiếp cận nghiên cứu

2.2. Phương pháp mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn theo dọc sông

2.2.1. Lựa chọn mô hình mô phỏng

2.2.2. Giới thiệu mô hình MIKE 11 mô phỏng vùng nghiên cứu

2.3. Phương pháp tính toán hiểm hoạ và xây dựng bản đồ XNM đến cấp xã

2.4. Phương pháp xây dựng bộ tiêu chí và đánh giá tổn thương do xâm nhập mặn

2.5. Phương pháp xác định các trọng số của các yếu tố trong bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương

2.6. Phương pháp đánh giá rủi ro

2.7. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ RỦI RO DO XÂM NHẬP MẶN CHO KHU VỰC VEN BIỂN THÁI BÌNH – NAM ĐỊNH

3.1. Mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn

3.1.1. Thiết lập mô hình và hiệu chỉnh, kiểm định mô hình mô phỏng

3.1.2. Xây dựng các kịch bản mô phỏng

3.1.3. Kết quả mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn

3.2. Xây dựng bản đồ hiểm họa xâm nhặp mặn

3.2.1. Xây dựng bản đồ hiểm họa xâm nhập mặn ứng với các kịch bản mực nước triều

3.2.2. Xây dựng bản đồ hiểm họa xâm nhập mặn ứng với các kịch bản NBD

3.3. Thiết lập bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn

3.4. Đánh giá tính dễ bị tổn thương

3.4.1. Đánh giá tiêu chí tính nhạy (S)

3.4.2. Đánh giá tiêu chí mức độ phơi nhiễm (E)

3.4.3. Đánh giá tiêu chí khả năng ứng phó (A)

3.4.4. Đánh giá tính dễ bị tổn thương (V) theo các kịch bản

3.5. Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn (R) và xây dựng bản đồ rủi ro

3.5.1. Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn theo các kịch bản triều

3.5.2. Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn trung bình

3.5.3. Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn theo các kịch bản nước biển dâng

3.6. Đề xuất một số giải pháp ứng phó và thích nghi khai thác trong quá trình XNM của khu vực nghiên cứu

3.7. Kết luận chương 3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

0.1. Những kết quả đã đạt được của Luận án

0.2. Những đóng góp mới của Luận án

0.3. Những tồn tại và hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án

CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về xâm nhập mặn và tầm quan trọng của nghiên cứu

Xâm nhập mặn (XNM) là một hiện tượng tự nhiên phức tạp, xảy ra chủ yếu tại các vùng đồng bằng và cửa sông ven biển. Hiện tượng này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn tác động sâu sắc đến đời sống kinh tế-xã hội, đặc biệt là trong lĩnh vực nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Theo nghiên cứu, nguyên nhân chính dẫn đến XNM bao gồm hạn hán, giảm lưu lượng dòng chảy từ thượng nguồn, khai thác nước ngầm quá mức và nước biển dâng. Tình hình XNM đang trở nên nghiêm trọng hơn, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp và các công trình xây dựng ven biển. Do đó, việc nghiên cứu và đánh giá rủi ro XNM là rất cần thiết để đưa ra các biện pháp phòng ngừa và ứng phó kịp thời.

II. Tình hình xâm nhập mặn tại ven biển Thái Bình Nam Định

Khu vực ven biển Thái Bình - Nam Định là một trong những vùng chịu ảnh hưởng nặng nề của XNM. Theo số liệu thực tế, độ mặn trong nước sông biến đổi theo mùa, với mức cao hơn vào mùa cạn do lượng nước ngọt từ thượng nguồn giảm. Các cửa sông như Đáy, Ninh Cơ, và Thái Bình thường xuyên bị ảnh hưởng bởi chế độ nhật triều, dẫn đến tình trạng XNM gia tăng. Hệ thống sông Hồng - Thái Bình không chỉ là nguồn nước ngọt mà còn là nguồn cung cấp nước cho các hoạt động nông nghiệp, do đó, việc theo dõi và đánh giá diễn biến XNM là rất quan trọng để bảo vệ sản xuất nông nghiệp và đời sống của người dân.

III. Phương pháp nghiên cứu và đánh giá rủi ro xâm nhập mặn

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng diễn biến XNM theo các kịch bản khác nhau, bao gồm kịch bản mực nước triều và nước biển dâng. Mô hình MIKE 11 được áp dụng để mô phỏng diễn biến độ mặn trong khu vực nghiên cứu. Các tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro được xây dựng dựa trên ba yếu tố chính: tính nhạy, mức độ phơi nhiễm, và khả năng ứng phó. Kết quả từ mô phỏng sẽ cung cấp thông tin chi tiết về tình hình XNM, từ đó giúp xác định các vùng có nguy cơ cao và đề xuất biện pháp ứng phó thích hợp.

IV. Kết quả nghiên cứu và đánh giá tác động của xâm nhập mặn

Kết quả mô phỏng cho thấy, XNM có xu hướng gia tăng tại các xã ven biển Thái Bình - Nam Định, đặc biệt là trong các kịch bản nước biển dâng. Bản đồ hiểm họa XNM đã được xây dựng, cho thấy rõ ràng mức độ ảnh hưởng của độ mặn đến sản xuất nông nghiệp. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, các xã chịu ảnh hưởng nặng nề nhất thường là những nơi có cơ sở hạ tầng yếu kém và thiếu nguồn nước ngọt. Từ đó, việc đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro là cực kỳ cần thiết để đề xuất các giải pháp ứng phó và phát triển bền vững.

V. Đề xuất giải pháp ứng phó với rủi ro xâm nhập mặn

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số giải pháp ứng phó với XNM đã được đề xuất. Các giải pháp này bao gồm việc cải thiện quản lý nguồn nước, tăng cường hệ thống thoát nước, và phát triển các mô hình nông nghiệp thích ứng với điều kiện mặn. Ngoài ra, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng địa phương trong việc triển khai các biện pháp phòng ngừa. Việc nâng cao nhận thức của người dân về tác động của XNM cũng là một yếu tố quan trọng để giảm thiểu rủi ro.

VI. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu này đã chỉ ra tầm quan trọng của việc đánh giá rủi ro XNM tại ven biển Thái Bình - Nam Định. Việc xác định các vùng có nguy cơ cao và đề xuất các biện pháp ứng phó kịp thời sẽ góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho khu vực. Cần tiếp tục thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về XNM để có cái nhìn tổng quát hơn về tình hình và tác động của nó trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

21/12/2024

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu về rủi ro XNM, giới thiệu lưu vực nghiên cứu. Trong chương này, luận án đã làm rõ một số khái niệm về XNM, rủi ro thiên tai và các thành phần đánh giá rủi ro thiên tai. Thông qua thực hiện tổng quan về các nghiên cứu trên thế giới và trong nước cũng như ở lưu vực nghiên cứu về mô phỏng XNM và phương pháp đánh giá rủi ro thiên tai nói chung và XNM nói riêng, luận án đã đề ra hướng nghiên cứu mới và thực hiện trong các nội dung chương sau. Chương 2: Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn đánh giá rủi ro XNM.

Trong nội dung chương này, luận án đã đề ra các phương pháp được sử dụng để mô phỏng diễn biến XNM trên các hệ thống chính, từ đó đề xuất phương pháp xác định XNM trên địa bàn các xã và xây dựng bản đồ XNM theo các kịch bản khác nhau. Cùng với đó, phương pháp thiết lập bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương, xác định các trọng số cho các biến thành phần cũng được đề cập. Cuối cùng là phương pháp đánh giá rủi ro và xây dựng bản đồ rủi ro do XNM cho các xã. Chương 3: Kết quả đánh giá rủi ro do XNM cho khu vực ven biển Thái Bình – Nam Định.

Như đã đề cập, khu vực nghiên cứu của luận án là 243 xã thuộc vùng ven biển tỉnh Nam Định và Thái Bình. Trên cơ sở các phương pháp đã được đề cập trong chương 2, trong chương này luận án đã thực hiện ứng dụng mô hình mô phỏng XNM theo các kịch bản triều và NBD, xây dựng bản đồ XNM cho các xã theo các kịch bản tương ứng. 5 Luận án cũng tiến hành thu thập các tài liệu KTXH, tình hình công tác PCTT tại địa phương để tiến hành đánh giá TDBTT và RR cho khu vực nghiên cứu. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN 1.1 Một số khái niệm Theo Luật Phòng, chống thiên tai (số 33/2013/QH13), các loại hình thiên tai ở Việt Nam bao gồm: bão, áp thấp nhiệt đới, lốc, sét, mưa lớn, lũ, lũ quét, ngập lụt, sạt lở đất do mưa lũ hoặc dòng chảy, sụt lún đất do mưa lũ hoặc dòng chảy, nước dâng, XNM, nắng nóng, hạn hán, rét hại, mưa đá, sương.

Cũng theo Luật quy định: rủi ro thiên tai là thiệt hại mà thiên tai có thể gây ra về người, tài sản, môi trường, điều kiện sống và hoạt động kinh tế - xã hội (Quốc hội Việt Nam, 2013) [1]. Tuy nhiên, rủi ro thiên tai là những nguy cơ xảy ra thiên tai. Chính vì vậy, rủi ro thiên tai được định nghĩa là khả năng xảy ra các thay đổi nghiêm trọng các chức năng bình thường của một cộng đồng hay một xã hội ở một thời gian cụ thể, do các hiểm họa tự nhiên tương tác với các điều kiện dễ bị tổn thương của xã hội, dẫn đến các ảnh hưởng bất lợi rộng khắp đối với con người, vật chất, kinh tế và môi trường, đòi hỏi phải đối phó khẩn cấp để đáp ứng các nhu cầu cấp bách của con người và có thể phải cần đến sự hỗ trợ từ bên ngoài để phục hồi. Như đã đề cập ở trên, XNM có thể không gây ra những tác động bất lợi nhanh và tức thời như bão, lũ và ngập lụt mà có thể diễn ra chậm và trong thời gian dài.

Nhưng những tác động đó có thể là không nhỏ nếu diễn ra trong thời gian dài mà không có biện pháp ngăn chặn và giảm thiểu. Chính vậy, có thể nói ý nghĩa và vai trò của đánh giá rủi ro do XNM cũng không nằm ngoài phạm vi của đánh giá rủi ro thiên tai nói chung. Rủi ro thiên tai được cấu thành từ 3 yếu tố: (1) hiểm họa (hazard); (2) mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa (exposure); và (3) tính dễ bị tổn thương (vulnerability). Nếu thiếu một trong ba yếu tố thì không hình thành rủi ro thiên tai.

Đây là định nghĩa được dùng phổ biến nhất nên luận án cũng sử dụng định nghĩa này. Tùy thuộc vào các yếu tố bị ảnh hưởng do hiểm họa thiên tai cũng như đặc điểm và tính chất của các đối tượng chịu ảnh hưởng mà rủi ro được phân loại thành các rủi ro trực tiếp hay rủi ro gián tiếp. Rủi ro trực tiếp là rủi ro xuất phát từ những thiệt hại trực tiếp của các đối tượng chịu tác động của hiểm họa thiên tai, ví dụ như nhà cửa bị hư hỏng do ngập lụt, đường xá hư hỏng, cây trồng bị lũ cuốn trôi v. Rủi ro gián tiếp xuất phát từ những thiệt hại mang tính gián tiếp, ví dụ như đường xá bị ngập lụt ảnh hưởng tới giao thông, vận chuyển hàng hóa v.

Rủi ro thiên tai cũng được xem xét trên các khía cạnh tổn thất có thể ước tính được bằng tiền như hư hỏng tài sản phải thay thế, sửa chữa hoặc có thể không ước tính được bằng tiền như tính mạng, sức khỏe tinh thần của người chịu tác động của hiểm họa thiên tai. 7 Hiểm họa là khả năng xảy ra trong tương lai của các hiện tượng tự nhiên hoặc do con người gây ra, có tác động bất lợi đến các đối tượng dễ bị tổn thương và nằm trong phạm vi ảnh hưởng của hiểm họa đó (IPCC, 2012) [2]. Một hiện tượng khí hậu được coi là một hiểm họa khi mà các yếu tố xã hội hoặc sinh thái môi trường dễ bị tổn thương và bị phơi nhiễm trước những tác động tiêu cực nguy hiểm của hiện tượng khí hậu. Tính dễ bị tổn thương có thể được hiểu là sự thiếu một hoặc một vài khả năng nào đó, nhưng không có nghĩa là thiếu khả năng chống chịu hoàn toàn.

Một cộng đồng dễ bị tổn thương có thể thiếu khả năng dự đoán rủi ro và hiểm họa, do vậy sẽ có tính dễ bị tổn thương cao, nhưng cũng có thể có khả năng phục hồi để tái thiết sau khi bị ảnh hưởng bởi thiên tai. Do vậy, sự thiếu một hay nhiều khả năng có thể góp phần làm tăng tính dễ bị tổn thương. Khái niệm tính dễ bị tổn thương được các nhà khoa học xã hội gắn với nhóm các yếu tố KTXH và xác định khả năng của cộng đồng trong việc chống chọi với hiện tượng thiên tai. Đối với khoa học tự nhiên, như các nhà khoa học về khí hậu lại thường xem khái niệm tính dễ bị tổn thương là khả năng xuất hiện và các tác động tiềm tàng của các hiện tượng thời tiết và khí hậu có liên quan.

Trong rất nhiều khái niệm dễ bị tổn thương được sử dụng, có thể nhóm lại 3 nhóm: (1) Chú trọng đến sự tiếp xúc với các tai biến bao gồm điều kiện phân bố các tai biến, khu vực tai biến mà con người đang sống, mức độ thiệt hại và phân tích các đặc trưng tác động; (2) Chú trọng đến các khía cạnh xã hội và các tổn thương liên quan đến xã hội nhằm đối phó với các tác động xấu trong cộng đồng dân cư bao gồm cả khả năng chống chịu và khả năng tự phục hồi đối với tai biến; (3) Kết hợp cả hai phương pháp và xác định tính dễ bị tổn thương như là tai biến nơi mà chứa đựng những tai biến cũng như những tác động thích ứng của xã hội. Mà dưới đây là một số khái niệm điển hình: Theo quan điểm của Gabor và Griffith, 1980, “Tính dễ bị tổn thương là mối đe dọa (đối với các vật liệu nguy hiểm) mà con người tiếp xúc (bao gồm các tác nhân hóa học và tình trạng sinh thái của cộng đồng và mức độ sẵn sàng ứng phó khẩn cấp của họ)” [3] hoặc của UNDRO (1991) “Tính dễ bị tổn thương là mức độ tổn thất đối với một đối tượng hoặc một nhóm các đối tượng chịu rủi ro do sự xuất hiện của một hiện tượng tự nhiên có độ ớn nhất định và được biểu thị theo cấp độ từ 0 (không có thiệt hại) đến 1 (thiệt hại hoàn toàn)” [4], thì cách tiếp cận tính dễ bị tổn thương của các tác giả chủ yếu xét mức độ tổn thất trước các hiểm họa tự nhiên. Với quan điểm của Dow và Downing (1995) “Tính dễ bị tổn thương là độ nhạy cảm khác nhau theo hoàn cảnh như các yếu tố về: sinh lý, nhân khẩu học, kinh tế, xã hội và công nghệ hay như là trẻ em, người cao tuổi, phụ thuộc kinh tế, chủng tộc và tuổi tác, cơ sở hạ tầng là những yếu tố gắn liền với tai biến tự nhiên" [5] thì tác giả đã quan tâm đến các yếu tố xã hội nhiều hơn thông qua 8 tính nhạy của xã hội trước các hiểm họa thiên nhiên. Với Weichselgartner và Bertens (2000), “Tính dễ bị tổn thương được coi là điều kiện của khu vực nhất định có quan hệ với tai biến, độ phơi nhiễm, sự chuẩn bị, bảo vệ và thích ứng đặc trưng cho khả năng chống chịu với tai biến tự nhiên.

Nó là thước đo khả năng của tập hợp các yếu tố để chịu được các sự kiện có tính chất vật lý nhất định” [6] thì tác giả đã xem xét một cách toàn diện hơn về điều kiện hoàn cảnh cụ thể của một khu vực khi đối mặt với hiểm họa tự nhiên. Để đánh giá Tính dễ bị tổn thương, IPCC (2007) dựa trên cơ sở đánh giá mức độ phơi nhiễm, tính dễ bị tác động (tính nhạy) và khả năng ứng phó của nhóm cộng đồng [7]. Mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa được sử dụng để chỉ sự hiện diện (theo vị trí) của con người, các hoạt động sinh kế, các dịch vụ môi trường và các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cơ sở hạ tầng, các tài sản kinh tế, xã hội, văn hóa, v. ở những nơi có thể chịu những ảnh hưởng bất lợi bởi các hiểm họa và vì thế sẽ bị tổn hại, mất mát, hư hỏng tiềm tàng trong tương lai [2].

Mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa là yếu tố cần, nhưng chưa đủ để quyết định rủi ro. Một đối tượng nào đó có thể tiếp xúc với hiểm họa, nhưng chưa chắc đã dễ bị tổn thương (ví dụ người dân sống trong vùng có hiểm họa cao, nhưng có đầy đủ các phương tiện để thay đổi như cấu trúc cơ sở hạ tầng và các hoạt động hạn chế những mất mát có thể xảy ra). Một đối tượng dễ bị tổn thương nếu không bị phơi nhiễm trước hiểm họa thì sẽ không xảy ra rủi ro thiên tai. Mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa và tính dễ bị tổn thương có tính biến động, khác nhau trên quy mô thời gian và không gian, và phụ thuộc vào các yếu tố kinh tế, xã hội, địa lý, nhân sinh, văn hóa, thể chế, quản trị và môi trường.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài luận án tiến sĩ mang tựa đề "Đánh Giá Rủi Ro Xâm Nhập Mặn Khu Vực Ven Biển Thái Bình - Nam Định" của tác giả Nguyễn Văn Đào, dưới sự hướng dẫn của PGS. Nguyễn Mai Đăng và GS. Trần Hồng Thái, thuộc Trường Đại Học Thủy Lợi, trình bày một cái nhìn sâu sắc về những rủi ro xâm nhập mặn tại khu vực ven biển Thái Bình - Nam Định. Năm 2023, nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao nhận thức về vấn đề xâm nhập mặn mà còn cung cấp các phương pháp đánh giá hiệu quả, từ đó hỗ trợ các quyết định quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường.

Nếu bạn quan tâm đến các khía cạnh liên quan đến toán học và ứng dụng trong nghiên cứu, có thể tham khảo thêm bài viết "Luận án tiến sĩ về bài toán tối ưu không lồi và ứng dụng của các thuật toán". Bài viết này cũng đề cập đến các phương pháp toán học trong việc giải quyết các vấn đề phức tạp.

Ngoài ra, bạn cũng có thể tìm hiểu thêm về "Luận án tiến sĩ về gán phổ nhị phân và tuyến tính hóa cho hệ động lực không ôtônôm", nơi mà các phương pháp toán học được áp dụng để phân tích các hệ thống động lực học, có thể liên quan đến các nghiên cứu về xâm nhập mặn và quản lý tài nguyên nước.

Những tài liệu này không chỉ mở rộng hiểu biết của bạn về các vấn đề liên quan đến xâm nhập mặn mà còn giúp bạn khám phá thêm các ứng dụng của toán học trong nghiên cứu môi trường.